[发明专利]离子液体修饰纳米金光学探针及检测砷离子的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境分析化学领域，涉及一种离子液体修饰的纳米金光学探针。

本发明还涉及一种利用离子液体修饰的纳米金光学探针进行可视化检测砷离子的方法。

背景技术

砷是一种广泛分布的有毒有害元素，在水、土壤、生物体等介质中均有分布。随着工业的发展，特别是采矿业的迅猛发展，近年来砷污染事件不断涌现，威胁着人类的健康。人体摄入过量的砷，会引发皮肤、肺、肾等病变（JY Mo,YJ Xia,TJ Wade,et al,Environ.Health Perspect.2006,114,835-841）。因为，世界卫生组织规定饮用水中砷的安全阈值为10μg/L。砷的毒性和它的形态密切相关。在环境中，无机形态的砷[As(III)和As(V)]的量一般远高于有机形态的砷，而且毒性也较大。因此准确测定无机形态的砷具有重要意义，这也是研究其他形态砷的基础。

原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法等原子光谱技术，因其较高的灵敏度和选择性，成为目前测定砷的主要方法（Y Cai,Trends Anal.Chem.2000,19,62-66）。但这些技术方法需要复杂贵重的仪器设备，运行费用较高，不利于该技术的推广和野外现场分析。可视化检测法具有运行成本低，操作简便等优点，但灵敏度相对较低，限制了其在无机砷离子痕量分析中的直接应用。纳米金粒子的摩尔消光系数（10⁸-10¹⁰M.^-1cm^-1）比大多数有机物探针高几个数量级，近年来纳米金粒子作为一种新型的光学探针，已在蛋白质、DNA和无机金属离子等的检测中得到较多应用（SK Ghosh,T Pal,Chem.Rev.2007,107,4797-4862）。然而，目前利用金纳米粒子可视化检测水中砷离子的报道极少，并且，在唯一一篇关于纳米金光学探针检测砷的报道中，由于采用还原性较强的二硫苏糖醇作修饰剂，无法实现As^III和As^V的分别测定(JR Kalluri,T Arbneshi,SA.Khan,et al,Angew.Chem.Int.Ed.2009,48,9668-9671.)。因此，选择合适的修饰剂是实现无机砷离子形态分析的关键。近年来，离子液体由于其独有的物理化学性质和可设计性引起多领域学者的广发关注[JF Liu,J?J?nsson,GB Jiang,Trends Anal.Chem.2005,24,20-27]。因此，开发一种基于离子液体修饰纳米金探针用检测砷的新方法对环境中无机砷的分析具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离子液体修饰的纳米金光学探针。

本发明的又一目的在于提供一种利用上述纳米金光学探针进行可视化检测砷离子的方法。

为实现上述目的，本发明提供的离子液体修饰的纳米金光学探针，采用离子液体和稳定剂进行修饰，通过下述方法得到：

1）于纯水中先后加入离子液体和稳定剂，搅拌均匀后加入HAuCl₄继续搅拌，在上述混合液中加入KBH₄溶液，滴加至溶液颜色呈现红色在室温下静置；其中：离子液体、稳定剂、HAuCl₄和KBH₄的加入量为：

按10mL纯水计，离子液体3-6mg，稳定剂1-3mg，浓度1%的HAuCl₄150-250μL，KBH₄1.1mg；

2）采用离心法去除未反应完的试剂，收集离子液体功能化纳米金粒子，即得到离子液体修饰的纳米金光学探针。

所述离子液体修饰的纳米金光学探针，其中，离子液体为三己基十四烷基酰氯。

所述离子液体修饰的纳米金光学探针，其中，稳定剂为Triton X-114或Triton X-100。

本发明提供的可视化检测砷离子的方法，采用上述离子液体修饰的纳米金光学探针，在水中加入纳米金溶液和pH为10-13（优选pH为10.25-10.5）的氨水-硝酸铵缓冲液，常温下静置后，先对三价砷离子进行可视化或比色法检测，再用抗坏血酸进行还原后对五价砷离子进行可视化或比色法检测。

所述的方法，其中，纳米金溶液和氨水-硝酸铵缓冲液的加入量按30μL水计，加入浓度3nM的纳米金溶液35-55μL，浓度0.02M氨水-硝酸铵缓冲液25-35μL；抗坏血酸的浓度为10μM。